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第一章 1.主阀:装置在水轮机蜗壳前的阀门(也叫进水阀);作用(1)岔管引水的水电站,构成检修机组的安全工作条件,一条输水管道向几台机组供水时, 需在每台机组前装主阀;(2)机组停机时,可关闭主阀减少漏水量和缩短重新起动时间(3)防止飞逸事故的扩大;(4)有效减小导叶漏水量;主阀的设置条件(1)一条输水管道向几条输水管道供水时,必须装设主阀。(2)当水头高于120米时,单元供水的电站也装主阀。
(3)当水头小于120米时输水管道较短的供水电站可不设主阀,装快速闸门;对主阀的要求(1)长期关闭时漏水量小,长期使用时,密封装置不易磨损,且便于更换。(2)关闭力矩小,开启时水力损失小,过水能力大。(3)关闭时间任意调整。(4)截流装置及传动机构强度足够。5)结构简单,造价底,工作可靠。(6)当机组发生飞逸转速或压力钢管爆破时,应尽快截断水流。书上的:结构简单,工作可靠,操作简便;尽可能减小外形尺寸,减轻重量;应有严密的止水装置,减小漏水,以便在阀后的钢管和水轮机内进行检修工作;阀门本身及操作机构的结构和强度应满足运行的要求。
2.常用阀门有蝴蝶阀,球阀;两者区别:(1)蝶阀优点:外形尺寸小,重量轻,结构简单,造价低,操作方便; 缺点:影响水流流态,造成一定的水力损失。(2)球阀优点:密封严密,漏水量少,这种密封装置不易磨损,全开时水力损失很小,操作力较小,有利于动水紧急事故关闭;缺点:结构复杂,重量大,体积大,造价高;
3.(1)空气阀的作用是蝶阀关闭时向阀后补气,开启前向阀后充水时排气。空气阀装在蜗壳或压力钢管上。
(2)伸缩节的作用是便于蝶阀的安装检修及适应钢管的轴向温度变形。伸缩节安装在蝶阀的上游或下游侧。
(3)旁通管旁通阀的作用:蝶阀可以在动水下关闭,但在开启时为了减少作用在活门上的水力矩,以减少蝶阀开启过程中所需要的力矩,以及消除蝶阀在动水开启下的振动,要求在活门两侧的压力相等后才能开启。故在阀体上装上旁通管,旁通管上装有旁通阀,开启蝶阀前,先开启旁通阀,对阀后充水,然后在静水中开启蝶阀。旁通阀装在蝶阀的阀体上。
4.主阀操作方式:手动,电动,液压操作三种。液压操作机构采用油压操作,压力油源的取得方式,要根据电站特点慎重选择,可以采用专门的油压装置供给数台蝶阀启闭之用;也可以每台蝶阀各设专门的工作油泵和备用油泵;也可以两三台蝶阀合设一套专门的工作油泵和备用油泵;有的电站考虑每台蝴蝶阀设一台工作油泵,而以本机组的油压装置为备用,或以本机组的油压装置为主油源,而以油泵为备用。
第二章1.油的种类:润滑油和绝缘油1)润滑油:(1)透平油(2)机械油(3)压缩机油:(4)润滑脂(黄油)
2)绝缘油:(1)变压器油:(2)开关油(3)电缆油,透平油的作用是润滑、散热和液压操作;绝缘油的作用绝缘、散热和消弧。
2.油的基本性质有物理性质:粘度,闪点,凝固点,透明度,水分,机械杂质和灰分含量等。化学性质:酸值,水溶性酸或碱,苛性钠抽出物。电气性质:绝缘强度,介质损失角。安定性:抗氧化性以及抗乳化度。油分析化验的周期:在新油或运行油装入设备后,运行一个月内,每10天应采样试验一次;运行一个月后,每15天采样试验一次。
3.(1)油的劣化:油在运行或贮存过程中,经过一段时间后,油会因潮气浸入而产生水分,或因运行过程中的种种原因而出现杂质,影响了油的物理和化学性质,以致不能保证设备的安全、经济运行,称为油的劣化。(2)污油:轻度劣化或被水和机械杂质污染了的油,经过简单的机械净化方法处理后仍可使用;废油:深度劣化变质的油,不能用简单的机械净化方法恢复其原有性质,只有采用化学法或者物理化学法,才能使油恢复原有的物理、化学性质,此法称为油的再生。(3)促使油加速氧化的因素有水份,温度,空气,天然光线,电流,及其它因素。
4.油的净化处理方法:1)沉清(2)压力过滤(原理:使油加压,通过滤床,滤出杂志及部分水分)(3)真空过滤:根据油和水的沸点不同,5.油的再生用化学方法或物理—化学方法使油恢复原来的性质,叫做油的再生。油的再生一般采用吸附剂的方法,如粒状白土过滤法、硅胶过滤吸附法以及活性氧化铝过滤吸附法等。它们能吸附油劣化后所产生的氧化物,如酸类、胶质、水分以及油泥沉淀物等。
6.油系统的任务是接受新油,贮备净油,给设备充油,向运行设备添油,检修时从设备排出污油,污油的清净处理,油的监督与维护,废油的收集及保存。
7.贮油设备有:(1)净油槽,用来贮备净油;(2)运行油槽,当机组(或变压器)检修时排油和净油用。
(3)中间油槽,检修机组充油部件时排油用。4)事故排油池,接受事故排油用。5)重力加油箱,为运行设备自流添油。
8.1)透平油用油量(1)运行用油量:V1=(Vp+Vh)×1.05(立方米)Vp:调速器用油量,由调速器、油压装置型号查得;Vh:根据出力,转速,轴承结构按Vh=q(Pt+Pd)计算。(2)事故备用油量:是最大机组用油量的110%(10%是考虑蒸发、漏损和取样等裕量系数)V2=1.1×(Vp+vh)(立方米)(3)补充备用油量:由于蒸发、漏损和取样等需要补充油,它是机组45天的添油量:V3=(Vp+Vh)×α× 45/365(立方米)式中α:一年中需补充油量的百分数,对于HL、ZD式水轮机α=5~10%,对于ZZ式水轮机α=25%。
透平油总量:V=ZV1+V2+ZV3(Z为机组台数)2)绝缘油用油量(1)一台最大主变压器充油量W1:根据已选定的主变压器型式从有关产品目录中查。(2)事故备用油量W2:为最大一台变压器充油量的1.1倍,对大型变压器系数可取1.05倍。W2=(1.05~1.1)W1(立方米)(3)补充备用油量W3:为变压器45天的添油量。W3=W1×σ×45/365(立方米)式中 σ为一年中需补充油量的百分数,取σ=5%。绝缘油总量:W=nW1+W2+nW3(n为变压器台数)
油系统的布置应符合下列防火要求:(1)厂内油库不超过两个,单个油库的总容积不超过200立方米。布置在厂外时,与周围建筑物有安全防火距离,并有防雷措施;(2)油库、油处理室设有两个安全出口,出口门向外开;(3)油库、油处理室与其它房间应用防火墙隔开。油库的安全出口有20~30厘米高的门坎,油库应有油、水排出的措施;(4)油罐及其管路均应接地;(5)油库及油处理室有良好通风。照明采用防爆灯;(6)油槽的顶上和油处理室的天花板上应有消防水喷头,其操作阀门放在室外安全地方。
第三章1.气系统:由空气压缩装置(空气压缩机及其附属设备)、管道设备、和测量控制元件三部分组成。压缩空气系统的任务:就是随时地满足用户对于气量的要求,并且保证压缩空气的质量要求。主要是气压、清洁和干燥的要求。其用户有:(1)油压装置压力油槽充气,水机调节系统和主阀操作系统的能源, 工作压力2.5MPa;(2)机组停机时制动装置用气工作压力0.7MPa;(3)机组作调相运行时转轮室内压水,工作压力0.7MPa;(4)维护维修时风动工具及吹污清扫,工作压力0.7MPa;(5)水轮机导轴承检修密封围带用气,工作压力0.7MPa;(6)蝶阀止水围带,工作压力比工作水头大0.1--0.3MPa;(7)配电装置中空气断路器及气动隔离开关的操作和灭弧
2.压缩空气系统空气压缩机种类很多,按其工作原理分为:速度型《轴流式、离心式、混流式》和容积型《回转式(滑片式、螺杆式、转子式)、往复式(膜式、活塞式)》。速度型压缩机靠气体在高速旋转叶轮作用下,获得巨大能量,随后在扩压器中急剧降速,使气体的动能转变为势能(压力能)。容积型压缩机靠在气缸内作往复运动的活塞,使容积缩小而提高压力。
3.活塞式压缩机的基本参数:气体的状态一般用压力,温度和比容这三个基本参数表示。
绝对压力=大气压力+表压力;真空度=大气压力—绝对压力;大气压力一下的任一压力是绝对压力。
4.空压机的理论工作工程:(1)气缸没有余隙容积,并且密封良好,气阀开关及时。()2气体在吸气和排气过程中状态不变。(3)气体在被压缩时是按不变的指数进行。
实际工作过程更接近多变过程,其影响因素有余隙容积,吸气时汽缸中压力降低,温度的变化,空气湿度以及压缩机配合不严密。
5.多级压缩级数的选择,Z级压缩时,每级的压缩比等于总压缩比的Z此方根。
多级压缩的优点:(1)节省了压缩功(2)降低了排气温度(3)提高了容积系数
6:(1)打开排气阀将多余气体排至大气中(2)改变原本动机的转速(3)停止原动机运转(4)打开吸气阀(5)关闭吸气阀(6)联通辅助容器增大余隙容积。
8气最经济;消耗电能比其他静电容器大。《3》影响因数:给气压力,给气管径,以及贮气罐容积,影响携气量和逸气量的因素:转轮的型号,尺寸和转速,给气的位置,下游水位,尾水管高度,以及导叶漏水量等。《4》给气位置有(1)顶盖边缘,空气从导叶和转论间进入转轮室(2)从顶盖上,空气从转轮上冠的减压孔进入转轮室,(3)从尾水管进口的管壁上。位置1最好,位置2较差,位置3最差。
9.《1》防冻吹冰原理:在结冻之后,冰面一下的水温随水的深度而增加,用压缩空气从一定深度喷出,形成一股强烈上升的温水流,此股温流能融化冰块,并防止结成新冰层。《2》用户:(1)机组进水口闸门及拦污栅(2)溢流坝闸门(3)尾水闸门(4)调压井(5)水工建筑物《3》布置:一般设置在冬季运行水位以下5~10m处,喷嘴之间的距离可选2~3m。
10.(1)压油槽中的容积有30~40%是透平油,其余是压缩空气。2)供气方式:一级压力供气和二级压力供气。压油槽充气用的是空压机,一般是两台一台备用。
11.(1;具有气动操作的隔离开关。(2空气干燥的方法有热力法,物理法,降温法和化学法。12.《1》综合其系统的优越性:首先在经济上较合理,可减少压气设备总容量,节省投资;其次,在技术上较可靠,可互为备用,提高起源的可靠性;其三,设备布置集中,便于运行维护。《
2(1)每一类用户应设有各自的贮气罐,岂容积按单一系统的要求计算。(2)供压油槽和空气断路器的空压机容量常按单一系统要求计算。(3)供调相压水,机组制动,风动工具和防冻用气的低压系统,其空压机容量按正常运行用气和检修用气之和的最大同时用气量确定。
第四章
1答:水电站的供水包括技术供水、消火供水和生活供水。水电站的技术供水对象是各种机电运行设备,其中主要是水轮发电机组,水冷式变压器、水冷式空压机等。技术供水的主要作用是对运行设备进行冷却和润滑,有时水用作操作能源。
2、水的净化及其设备?水利旋流器?水的处理?
答:水的净化分为:清除污物、清除泥沙。清楚污物设备滤水器,可分为固定式和转动式。清除泥沙水力旋流器、平流式沉淀池、斜流式沉淀池。水利旋流器是利用水流离心力作用分离泥沙的一种装置。
3答:技术供水的水源:上游水库作水源、下游尾水作水源、地下水源。供水方式:自流供水(20~80)、水泵供水(大于80小于12)、混合供水(12~20)、射流泵供水(80~160)、其他供水方式。设备配置方式:集中供水、单元供水、分组供水。
4取水口、排水口的布置?
答:取水口一般设置在上游坝前、下游尾水或压力钢管、蜗壳、尾水管的侧壁。要求:(1)取水口设置在上游侧或下游侧时,其位置一般应设在最低水位2m以下;(2)坝前取水口应按水库水温和含沙量情况分层设置,并满足初期发电的要求;(3)取水口应布置在流水区,不要布置在死水区或回水区。机组冷却水排水管出口一般设置在最低为水位以下。
第五章1.排水的内容和任务:内容:(1)生产用水的排水;(2)机组和厂房下部分的检修排水;(3)渗漏排水: 2.渗漏水量的确定;集水井有效容积;排水泵和流量的确定
渗漏水量的确定:在确定渗漏水量时,先由水工部分提出厂房水工建筑物的渗漏水量的估算值,然后参考已运行的类似电站的渗漏漏水的情况,分析本电站的实际情况,并留有一定的余地,确定出渗漏水量q(m3/min),作为设计的依据。
集水井有效容积:集水井内,工作水泵启动水位与停泵水位之间的容积,称为集水井有效容积。排水泵流量的确定:水泵流量可按水泵工作10---20min排干集水井有效容积中极纯的渗漏水来选择,即Q泵=V集/[(10~20)/60](m/h)因为计水泵工作期间流入集水井的渗漏水,因此水泵的实际的工作时间要比计算所取值略大。若设计中渗漏水量q已经确定,则水泵流量Q泵 应为渗漏水量q的3~4倍,即Q泵=(3~4)q,该公式保证水泵有足够的排水能力,并且保证有一定的停泵。
3.检修排水量如何确定?排水方式?
检修排水量的大小为一台水轮机通流部件内的积水和检修期间上下闸门的漏水。
排水的方式: 1>直接排水2>廊道排水4.离心泵启启动冲水的方法有:
1、装底阀手动冲水
2、设置真空泵,不装底阀
3、设置射流泵,不装底阀
3变化规律)、记录仪表(记录静态参数点的数据和动态信号的变化过程)、分析仪表(将信号予以分析处理以便给出所需要的各种特征参数)。
它可将传感器输出的电量转换成电气测量仪表能直接接受
测量的精确度高、灵敏度好、测量范围大2)可以连续测量且便于显示和记录
3)能将测量结果进行数学运算,进而根据运算结果进行自动调节与控制4)惯性小,特别适应测量过度过程
5)便于采用以电子计算机为中心的综合测试系统
3.电阻应变片的工作原理利用机械变形与导体电阻之间的关系来反映被测参数的变化。
4.DDZ-ш的单元划分:按照各单元在自动调节系统中的作用和特点将全套仪表分为变送单元、转换单元、计算单元、显示单元、调节单元、安全单元、辅助单元等七类
5.应变仪?种类?在工程实测中,电阻应变仪是最常用的放大装置。种类:静态应变仪、动态应变仪、静动态应变仪、超动态应变仪
第八章1.水电站水力测量的目的:(1)保证机组的安全运行(2)实现机组的经济运行(3)考查运行机组的性能(4)提供和积累必需的数据资料(5)促使水力机械理论发展。监测内容:(1)拦污栅前后压差(2)电站水头(3)引用流量(4)机组效率(5)机组振动(6)气蚀(7)位移 2.《1(1)直读水尺(2)液位计: 3.包括位置水头、压力水头、速度水头三部分,位置水头当仪表安装完毕一次测准后即为常数,速度水头可根据实测的水轮机流量和相应的过流断面换算得出,压力水头有以下两种测量方法:用压力表或者压力变送器测量蜗壳进口处的压力值、用差压计或差压变送器测量蜗壳进口和尾水管出口压力差。(2)在稳定负荷下被测压力的最大值不超过仪表满量程的3/4,在波动负荷下应不大于仪表满量程的2/3,同时应尽量满足被测压力的最小值不小于满量程的1/3。
4.引排水监测的内容:进水口拦污栅前后压力差,蜗壳进水口压力,水轮机顶盖压力,尾水管进水口真空及其他特征断面压力等方面的测量。
5.气蚀测量的目的:为了考查原型水轮机在不同工况下的气蚀特性,从中得出气蚀岁工况变化的规律,用以指导水轮机的运行,使其避开严重气蚀区,确保水轮机的安全运行和实现经济运行,有必要对原型水轮机进行气蚀的侧狼。方法:(1)声学法(2)电阻法
机组振动测量的方法:(1)机械仪表的测振方法(2)振动的电测法
非电量电测法的方法:采用电感或电容式非接触位移传感器作为感受转换元件将感受到的轴位移转换为电信号,经测量回路输给显示记录仪表,并根据需要发出相应的控制信号。
第九章1,水轮机的流量测量目的、特点、方法:《1》目的:(1)利用比较精确的方法测定水轮机的流量及其他参数,以便准确地测定原水轮机的真实效率(2)通过各种工况的原型机组效率,做出机组或电站在各种不同出力下的效率与耗水率值,据此绘制总效率曲线和总耗水率曲线,制定机组之间或电站之间的负荷合理分配方案(3)根据各机组在某一时段的耗水量,可以准确的掌握水库的操作情况,推求出水库漏水量。《3》方法:容器法、节流法、堰流法、差压法、流速面积法、水锤法、浓度法、超声波法、计量仪表法。
2,蜗壳测流原理就是利用差压计测定蜗壳中两点的压力差,并从压力差与流量之间的关系来确定水轮机的流量。《2》测压断面和测压孔的位置:测压断面应选在蜗壳的前半部当水流旋转45°~90°角的地方因为此处水流已收离心力的作用,符合等速度矩律,并且有较大的流量通过此断面。测压孔可以布置在同一径向断面上,也可以布置在蜗壳的任意两点,只要能符合所希望得到的差压值,a 3,流速仪法测流的原理:将若干流速仪分布在测量断面上,测出断面上各测点的流速,然后对断面流速分布进行积分,就可求出流量。如何确定矩形断面、圆形断面上流速仪的台数:矩形断面流速仪台数满足:
(公式)根据国际规程规定,在矩形断面上至少需要布置25个测点,分布在5条水平线和5条垂直线的交点上,圆形断面测速仪台数满足:(公式)根据国际规程规定,圆形断面压力钢管至少需要有13个测点(包括一个圆心测点)一般不超过37个